Question

【題目】嚴(yán)重霧霾天氣的產(chǎn)生與汽車排放的NO2(N2O4)、CO、NO等氣體有關(guān)。回答下列問題：

（1）用活性炭對(duì)尾氣進(jìn)行處理，發(fā)生如下反應(yīng)：

反應(yīng)a：C(s)＋NO2(g)1/2N2(g)＋CO2(g) ΔH=-32.1kJ·mol1

反應(yīng)b：2C(s)＋N2O4(g)N2(g)＋2CO2(g) ΔH=-28.2kJ·mol1

則NO2生成N2O4的熱化學(xué)方程式為____。

（2）用活性炭處理尾氣時(shí)還可發(fā)生反應(yīng)：C(s)＋2NO(g)N2(g)＋CO2(g) ΔH=-34.0 kJ·mol1，借助傳感器在T1℃測得不同時(shí)間點(diǎn)上NO和N2的濃度如下：

時(shí)間/min 濃度/mol·L1 物質(zhì)	0	5	10	15	20	25
NO	1.20	0.74	0.56	0.56	0.63	0.63
N2	0	0.23	0.32	0.32	0.36	0.36 /td>

①15 min后，只改變某一條件，反應(yīng)重新達(dá)到平衡；根據(jù)上表數(shù)據(jù)判斷改變的條件可能是___(填字母)。

a．適當(dāng)縮小容器的體積 b．加入適量的活性炭

c．通入適量的NO d．適當(dāng)升高溫度

②0～10 min內(nèi)，CO2的平均反應(yīng)速率v(CO2)=___。

（3）用某物質(zhì)的平衡分壓代替其物質(zhì)的量濃度也可以表示化學(xué)平衡常數(shù)（記作Kp）。在密閉容器中加入足量的C和一定量的N2O4氣體，維持溫度T2℃，在不同壓強(qiáng)下發(fā)生（1）中反應(yīng)b，經(jīng)過相同時(shí)間N2O4的轉(zhuǎn)化率隨壓強(qiáng)變化如圖所示：

在1.1×106 Pa時(shí)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)Kp=___（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字。已知：氣體分壓(p分)=氣體總壓(p總)×體積分?jǐn)?shù)）。

（4）用I2O5吸收汽車尾氣中的CO，發(fā)生I2O5(s)+5CO(g)5CO2(g)+I2(g) ΔH=Q，在容積為1 L的密閉容器中充入5 mol CO和足量的I2O5模擬該反應(yīng)。

①測得CO的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的關(guān)系如圖，下列說法正確的是____(填字母)。

A．Q＜0

B．從X點(diǎn)到Y點(diǎn)可通過通入CO實(shí)現(xiàn)

C．從Y點(diǎn)到Z點(diǎn)可通過增大壓強(qiáng)實(shí)現(xiàn)

D．600 K時(shí)，Y點(diǎn)CO的v正＜v逆

②已知Y點(diǎn)的坐標(biāo)為（600K，0.6），在此條件下I2(g)的體積分?jǐn)?shù)為___。（精確到0.1%）

Answer 1

【答案】2NO2(g)N2O4(g) ΔH=-36.0 kJ·mol－1（或NO2(g)1/2N2O4(g) ΔH=-18.0 kJ·mol－1） ac 0.032 mol·L－1·min－1 1.6×1011（Pa2） D 10.7%

【解析】

(1)依據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)2a-b可得：2NO2(g)N2O4(g) ΔH=－36.0kJ·mol－1。

(2)①縮小容器體積，由于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變，故平衡不移動(dòng)，只是NO和N2濃度等比例增大，符合比例，a正確；活性炭為固體，不會(huì)影響平衡，b錯(cuò)誤；加NO，平衡正向移動(dòng)，則N2濃度增大，平衡移動(dòng)不能抵消條件改變，達(dá)到新平衡后，NO濃度也增大，且與原平衡等效，c正確；反應(yīng)放熱，升溫，平衡逆向移動(dòng)，N2濃度減小，d錯(cuò)誤。

②v(CO2)=v(N2)=0.32mol/L÷10min=0.032 mol·L－1·min－1。

(3)1100 kPa時(shí)N2O4(g)轉(zhuǎn)化率為40%，設(shè)N2O4(g) 起始量為1mol，有：

2C(s)＋N2O4(g) N2(g)＋2CO2(g)

起始量/mol 1 0 0

改變量/mol 0.4 0.4 0.8

平衡量/mol 0.6 0.4 0.8

則平衡時(shí)，總物質(zhì)的量為1.8 mol，則N2O4分壓為(0.6/1.8)×1.1×106 Pa，N2分壓為(0.4/1.8)×1.1×106 Pa，CO2分壓為(0.8/1.8)×1.1×106 Pa，代入平衡常數(shù)的表達(dá)式，化簡為1.6×1011(Pa2)。

(4)①溫度升高，CO的轉(zhuǎn)化率增大，說明平衡向正向移動(dòng)，則正向吸熱，Q＞0，A項(xiàng)錯(cuò)誤；從X點(diǎn)到Y點(diǎn)，CO的轉(zhuǎn)化率增大，加入CO，相當(dāng)于加壓，平衡逆移，轉(zhuǎn)化率減小，B項(xiàng)錯(cuò)誤；從Y點(diǎn)到Z點(diǎn)CO的轉(zhuǎn)化率不變，如果增大壓強(qiáng)，平衡逆向移動(dòng)，CO的轉(zhuǎn)化率減小，C項(xiàng)錯(cuò)誤；600 K時(shí)Y點(diǎn)轉(zhuǎn)化率大于X點(diǎn)轉(zhuǎn)化率，反應(yīng)向逆向移動(dòng)，所以v正＜v逆，D項(xiàng)正確。

② I2O5(s)+5CO(g)5CO2(g)+ I2(g)

起始量/mol 5 0 0

改變量/mol 5×0.6 3 0.6

平衡量/molspan> 2 3 0.6

I2(g)的體積分?jǐn)?shù)為0.6/(2+3+0.6)=10.7%。